原创 AC/DC 转换电路设计的设计步骤(概述)

决定规格后，接下来就是选出能满足该规格的电源IC。如同前述，这里是在使用电源IC的前提下进行说明。

根据要求事项，决定适合的AC/DC方式为变压器方式，还是开关方式，降压或升压、反激式或正激方式等，并且选择电源IC。也就是说选择电源IC决定了电源方式。基本上电源IC必须采用特殊方式，利用决定的方式选择IC。在设计使用电源IC时，电源IC占了非常重要的地位，会因为使用的IC来决定电路和部件。换言之，即使认为是以IC为中心进行设计也不为过。

图31

电源IC规格不一，具备的功能也不尽相同。在选择电源IC时，关键要点为找出具备电源上必要功能的IC。特别是保护功能，如果在装上IC后，为了增加功能还得增加更多外置部件和安装面积，且设计和评估的时间也势必增加。基于上述理由，只好承认无法利用外置部件来增加功能。如果能顺利使用电源IC，将有助于提升设计的效率。

选择时，会有“大是包含小在内？”的提问。其实关键要点在于广泛准备高耐压和支持大功率的规格。答案是“可兼顾”，但考虑效率、外置部件调整至优化，因此并不推荐。

最后，是各厂商所制作的开关电源用IC，彼此之间无法兼容。虽然构造非常相似，引脚配置位置却不同。基本上无法和更换线性稳压器78种系列产品一样随意更换，在设计过程中，于规划好基板线路后才变更部件，代表着重新设计，因此在选择IC时，必须充分加以讨论。

设计、外围部件选定

决定IC后，参考该IC的技术规格的说明或应用范例，继续进行设计。此时虽然会决定外置的电容器或电阻等的常量，但开关式AC/DC转换器上，设计变压器是非常重要的一环。

图32

变压器设计依照以下的步骤进行。一开始先讨论变压器的尺寸。根据电源方式、开关频率、输出功率等，决定变压器的尺寸。其次，为了避免磁饱和，决定主要线圈（一次侧线圈）的L值、各线圈的匝数。完成后再进入设计构造。设计构造时，层构造必须考虑结合度，并确保沿面距离符合安全规范，以及确认是否缠绕成骨架有效绕线槽后，再决定线材的线径。如此一来即决定好变压器的规格。下方为变压器规格范例，供各位参考。

图 33:变压器设计例

除了变压器外，选定部件和探讨设计时，在电气、电子知识外，还必须具备部件知识，其中又以经验最为必要。接着开始设计，但也有不顺利的时候。此时，可以利用IC和部件厂商的支持，迅速完成设计。

关键要点:

・设计变压器和电感时，必须具备设计构造和选定部件的经验。

・经验不足时，可以向部件厂商寻求协助。

试作、评估

完成图纸和部件列表、建立基板布局后，即进入试作、评估性能的阶段。试作阶段从确认基本工作开始。不过，其实经常不知道什么工作才是正确的。此时可以利用IC厂商准备的评估板。或许细部规格会和自己设计规格不同，但仍可作为比较、探讨的样本。

图34

评估项目有测量效率等，如果有适用于AC功率计（电力计）将更便利。当然，可以利用电压表、电流表、钳形电流表等进行测量，但仍推荐使用功率计显示效率。

此外，务必使用示波器观察各点的波形。如果未仔细观察波形，是无法发现异常的波形、噪声和峰波等。这样一来，才能在看起来正常运转，但却觉得有些奇怪时找到真正的原因。

评估时，须仔细确认输出电压、负载电流、温度的余量很重要。如果设计上对于温度的余量不足，容易在量产时偏离要求的规格，或因为该批产品影响到不良率。构成电路的部件特性都不一样，因此必须要了解部件特性，并设计出能达到规格目标的产品。

量产设计、评估、出货检查

调试和优化的作业结束后，开始判断是否可以进入量产。此时，有时可能无法完全满足要求规格。会为了满足无论如何都不会退让的规格要求，必须重新设计，或是稍微妥协，讨论如何取得权衡，尽量让全部产品接近目标值。

以上为步骤和确认项目，希望大家在设计时，大致上都能遵循上述步骤。总之，只要审慎制定计划以及能随机应变，相信就可以顺利进行设计。

关键要点:

・在试作、评估阶段，可能会发生布局所导致的问题等无法根据图纸，加以预测到的麻烦。

・务必确认工作余量。如果设计时未留出余量，可能引起量产品合格率等问题。

来源：techclass.rohm